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超滑是什麼

特殊的摩擦學現象

超滑是一種特殊的摩擦學現象,其核心特徵是兩個接觸表面之間的摩擦力接近於零,摩擦係數小於10-3。這種狀態下,摩擦能耗非常低,甚至可以忽略不計。超滑對於減少能量損耗和提高機械效率具有重要意義,因為摩擦消耗了大約30%的一次性能源。

超滑可以分為以下幾類:

固體超滑:指的是兩個固體表面之間能夠達到的超滑狀態。

液體超滑:涉及液體潤滑劑,其特點是具有較高的承載能力。

固液耦合超滑:通過在液體潤滑劑中加入固體材料,顯著提高了液體超滑的承載能力,達到了GPa量級。

結構超滑(structural superlubricity)是實現超滑的重要手段之一,它依賴於非公度的界面結構,通過層間弱範德華力實現固態潤滑。自然界中的層狀材料,如石墨二硫化鉬六方氮化硼等,因其層間弱相互作用,已被作為天然固態潤滑劑使用超過一百年。

固體超滑的承載能力可以達到七八個GPa,而液體超滑的承載能力可以達到1-1.5GPa左右。這些指標在全球範圍內都處於領先地位。